JP2003213376A - 二次穴拡げ性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プレス加工を行った後の加工品底部の穴拡げ
性、すなわち二次穴拡げ性に優れたフェライト系ステン
レス鋼板を提供する。 【構成】 質量％で、Ｃ：０．０１５％以下，Ｓｉ：
０．５％以下，Ｍｎ：０．５％以下，Ｐ：０．０５０％
以下，Ｓ：０．０１％以下，Ｃｕ：０．３０％以下，Ｃ
ｒ：１５．０〜２０．０％，Ａｌ：０．０５％以下，
Ｎ：０．０２％以下，Ｔｉ：０．０５〜０．３％，Ｎ
ｂ：０．１〜０．５％を含有し、しかも（％Ｔｉ×％
Ｎ）を０．００５未満にしたフェライト系ステンレス鋼
の熱延板に、条件を厳密に規定した熱延板焼鈍と中間焼
鈍および仕上げ焼鈍を施し、冷延鋼板中に、ＴｉＮを除
く粒径０．３μｍ以上の析出物を１ｍｍ²当たり１００
００〜１０００００個析出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シンク，各種器物およ
びコンロ用バーナー等の家庭用機器の部品、燃料等のタ
ンク，モーターケース，カバー，センサー，インジェク
ター，サーモスタットバルブ，ベアリングシール材およ
びフランジ等の産業用機器の部品に供される二次穴拡げ
性に優れるフェライト系ステンレス鋼板およびその鋼板
の製造方法に関する。なお、本発明における鋼板は、鋼
板および鋼帯を含むものとする。

【０００２】

【従来の技術】ＳＵＳ４３０やＳＵＳ４３０ＬＸに代表
されるフェライト系ステンレス鋼は、良好な耐食性を有
し、また高価なＮｉを含有せず、オーステナイト系ステ
ンレス鋼に比べると経済的な利点を併せ持つことなどか
ら、耐久消費材を中心に広く使用されている。しかしな
がら、近年、ステンレス鋼板のプレス成形加工において
は、より厳しい加工が行われる場合が多くなっている。
また、プレス加工された後に穴拡げ加工等の二次加工が
なされる場合があり、さらに優れた加工性を有するフェ
ライト系ステンレス鋼板が要望されている。

【０００３】フェライト系ステンレス鋼板の成形性向上
を目的として、これまでに数多くの研究がなされてき
た。従来より、固溶Ｃや固溶Ｎを析出物として生成さ
せ、マトリックス中のＣとＮ濃度を低減させる目的でＴ
ｉやＮｂを複合添加する手法が用いられてきた。例え
ば、特開２０００−１９２１９９号公報ではさらにＭｇ
系の介在物を利用してリジング特性の向上、特公平８−
２６４３６号公報では熱延条件と組み合わせて炭窒化物
を複合析出させることでｒ値の向上を図っている。ま
た、特許第３１９０８２５号公報では、微細炭化物の析
出状況を制御して耐食性の他にｒ値の向上を図ってい
る。

【０００４】ただ、フェライト系ステンレス鋼板の加工
性を支配する因子は単にｒ値やリジング性だけでなく、
製品を製造する過程での二次加工性も重要な因子であ
る。フェライト系ステンレス鋼板の加工性は、一般にオ
ーステナイト系ステンレス鋼板に比べて劣り、プレス成
形後に穴拡げ加工を施すような製品においては、プレス
成形の板厚減少がオーステナイト系ステンレス鋼板に比
べて大きく、また、加工を受けていない鋼板そのものの
穴拡げ性も劣る。したがって、二次穴拡げ性は、オース
テナイト系ステンレス鋼板に比べフェライト系ステンレ
ス鋼板は非常に悪い。このため、フェライト系ステンレ
ス鋼板の二次穴拡げ性が改善されれば、加工が厳しくオ
ーステナイト系ステンレス鋼板が使用されてきた箇所
に、従来適用困難であったより安価なフェライト系ステ
ンレス鋼板が使用できるようになる。

【０００５】一般的に、冷延薄鋼板の穴拡げ加工におい
て、その破断発生位置は、ｒ値の最小値、すなわち、ｒ
_minの角度位置に一致し、ｒ_minが高いほど、穴拡がり限
界も高いと言われていた。また、ｒ_minが同じであれ
ば、ｒ値の面内異方性が小さいほど、穴拡がり限界も高
いと言われていた。しかしながら、二次加工における穴
拡げが上記と同じ傾向をとるかどうかは不明である。

【０００６】ところで、フェライト系ステンレス鋼板の
二次加工性の改善に関しては今までも数多くの試みがな
されている。例えば、特許第３１３２７２８号公報に
は、低Ｃ化を図らずとも微量のＢとＶに加えて微量Ｔｉ
および／または微量Ｚｒを添加することで、また、特開
２００１−３１４４号公報には、Ｍｇ添加によってＰの
粒界偏析を抑制することで、フェライト系ステンレス鋼
板の二次加工性を改善できることが開示されている。し
かしながら、これらの二次加工性は、深絞り加工による
円筒状のカップを作製し、これらのカップをある温度に
保持した後、衝撃的にカップ端面に拡管させるもしくは
圧縮させる応力を与えて、カップ側壁部の割れ発生状況
から、遷移温度を評価方法として採用している。この方
法では、脆性的な粒界割れの発生の有無、すなわち二次
加工脆性を評価しているに過ぎない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般的に実際の部品を
製造する際に、プレス加工を行った後、その加工品底部
に穴拡げ加工を行うことは少なくない。その際の加工速
度は、前述のような衝撃的な速度ではなく非常に遅く、
また、その割れは延性的である。実際に前述の二次加工
脆性を改善するために成分調整されたフェライト系ステ
ンレス鋼板においても、プレス加工後に穴拡げ加工を行
うと早期に割れが発生してしまう。このため、さらなる
二次穴拡げ性の改善が望まれている。本発明は、このよ
うな問題を解消すべく案出されたものであり、プレス加
工を行った後の加工品底部の穴拡げ性、すなわち二次穴
拡げ性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供する
ことを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の二次穴拡げ性に
優れたフェライト系ステンレス鋼板は、その目的を達成
するため、質量％で、Ｃ：０．０１５％以下，Ｓｉ：
０．５％以下，Ｍｎ：０．５％以下，Ｐ：０．０５０％
以下，Ｓ：０．０１％以下，Ｃｕ：０．３０％以下，Ｃ
ｒ：１５．０〜２０．０％，Ａｌ：０．０５％以下，
Ｎ：０．０２％以下，Ｔｉ：０．０５〜０．３％，Ｎ
ｂ：０．１〜０．５％を、さらに必要に応じて、Ｎｉ：
０．５％以下，Ｍｏ：３．０％以下，Ｖ：０．０１〜
０．３％，Ｚｒ：０．０１〜０．３％，Ｂ：０．００１
０〜０．０１００％の１種または２種以上を含有し、残
部が実質的にＦｅからなり、かつ、（％Ｔｉ×％Ｎ）が
０．００５未満であり、しかも、ＴｉＮを除く粒径０．
３μｍ以上の析出物が１ｍｍ²当たり１００００〜１０
００００個析出していることを特徴とする。

【０００９】また、本発明の製造方法は、上記目的を達
成するため、上記組成を有するフェライト系ステンレス
鋼スラブを、熱間圧延を施して熱延鋼板とし、その後冷
間圧延と焼鈍を組み合わせて冷延鋼板を製造する際に、
熱延板焼鈍工程として４５０〜８００℃の温度範囲で１
ｈｒ以下の熱処理を行い、仕上げ焼鈍工程として９５０
〜１０５０℃の温度範囲で１ｍｉｎ以下の熱処理を行
い、熱延板焼鈍工程および仕上げ焼鈍工程以外に中間焼
鈍工程として、（再結晶完了温度−２００℃）〜（再結
晶完了温度）の熱処理を行うことを特徴とする。

【００１０】

【実施の態様】本発明者等は、上記目的を達成するため
に、ＴｉおよびＮｂの双方を、ＣおよびＮを化学量論上
炭窒化物として固定する量以上含むフェライト系ステン
レス鋼を用いて、二次穴拡げ性に優れるフェライト系ス
テンレス鋼板を得る手段について種々検討した結果、化
学成分ならびに加工熱処理を最適化することで達成され
ることを見いだした。特にＴｉＮおよび仕上げ焼鈍後の
析出物の形態が二次穴拡げ性に多大な影響を及ぼすこと
を見いだした。なお、以下に本発明の詳細を説明する
が、その際各元素の含有量を示す「％」表示は、特に示
さない限り「質量％」を意味している。

【００１１】まず、フェライト系ステンレス鋼中に析出
しやすいＴｉＮの影響について検討した。実験室的な溶
解により、Ｃ：０．００７％，Ｓｉ：０．４０％，Ｍ
ｎ：０．２５％，Ｐ：０．０３０％，Ｓ：０．０００５
％，Ｃｕ：０．０５％，Ｃｒ：１６．５０％，Ａｌ：
０．０４％，Ｎｂ：０．２０％からなり、Ｔｉを０．０
５〜０．３０％，Ｎ：０．００５〜０．０３５％の組み
合わせで５種の鋳片を溶製し、熱間圧延により板厚４ｍ
ｍの熱延板を得た。この熱延板に１０００℃で熱延板焼
鈍を施し酸洗し、冷間圧延後、１０００℃で仕上げ焼鈍
を施し、板厚０．４ｍｍの冷延焼鈍板とした。作製され
た冷延焼鈍板から、ＪＩＳ１３Ｂ号試験片を採取し、ｒ
値の測定を行った。ｒ値の測定は、圧延方向，圧延方向
に対して４５度方向および圧延方向に対して９０度方向
に対して、測定し、最も低いｒ値をｒ_minで、また、面
内異方性として（最も高いｒ値−最も低いｒ値）を（ｒ
_max−ｒ_min）で示す。

【００１２】得られた冷延焼鈍板の二次穴拡げ性を評価
するために、パンチ直径１０３ｍｍ，パンチ肩半径１０
ｍｍ，ダイス直径１０５ｍｍ，ダイス肩半径８ｍｍで、
フランジ部をビードで固定し張出しにより、張り出し高
さ１０ｍｍの加工品を作製し、その加工品底部より直径
９２ｍｍのブランクを切り出し、中央部に直径１０ｍｍ
の打抜き穴（クリアランス１０％）を開けたものを二次
穴拡げ試験に供した。二次穴拡げ試験の詳細は、打抜き
穴のバリ方向はダイス側とし、パンチ直径４０ｍｍ，パ
ンチ肩半径３ｍｍ，ダイス直径４２ｍｍ，ダイス肩半径
３ｍｍで、フランジ部をビードで固定し、平頭パンチで
成形して穴を拡げ、穴縁に割れが入る時の直径を測定
し、次の（１）式により二次穴拡げ率を求めた。 二次穴拡げ率（％）＝（（試験前打抜き穴直径−試験後打抜き穴直径）／試験 前打抜き穴直径）×１００・・・・・・（１）

【００１３】評価結果を表１に示す。この結果から、
（％Ｔｉ×％Ｎ）が０．００５を超えると二次穴拡げ率
が極端に悪化した。これらの鋼板について、割れの起点
となった破面を走査型電子顕微鏡を用いて観察すると、
粗大なＴｉＮが割れの起点になっていた。以上より、二
次穴拡げ性には、（％Ｔｉ×％Ｎ）を０．００５未満に
すればよいことがわかった。ＴｉＮはサイコロ状に析出
するため、一次加工の際にその頂点で応力集中を生じ、
歪みの蓄積もしくは微小クラックが発生し、二次穴拡げ
の割れの起点になっ他と考えられる。また、一般的に言
われている穴拡げ率とｒ_minおよび（ｒ_max−ｒ_min）と
の関係は、ここでは言えないことも明らかになった。

【００１４】

【００１５】次に、二次穴拡げ性に及ぼす析出物の析出
形態の影響について検討した。実験室的な溶解により、
Ｃ：０．００７％，Ｓｉ：０．４０％，Ｍｎ：０．２５
％，Ｐ：０．０３０％，Ｓ：０．０００５％，Ｃｕ：
０．０５％，Ｃｒ：１６．５０％，Ａｌ：０．０４％，
Ｎ：０．０１％，Ｔｉ：０．２０％からなり、Ｎｂが
０．０２％および０．３％の２種の鋳片を溶製し、熱間
圧延により板厚４ｍｍの熱延板を得た。この熱延板に表
２に示す加工熱処理を施して板厚０．４ｍｍの種々の冷
延焼鈍板を作製した。

【００１６】

【００１７】得られた冷延焼鈍板の析出物形態は、非水
溶媒系電解液定電位電解エッチング法を利用し、走査型
電子顕微鏡を用いて行った。観察は、圧延方向に平行な
板厚断面とし、電解液は、１０％アセチルアセトン−１
％テトラメチルアンモニウムクロライド−メチルアルコ
ールを使用した。析出物形態の観察および測定は任意の
５０視野で行い、析出物の粒径は、それぞれの析出物に
対して、最大長さをその粒径とした。また、これらの冷
延焼鈍板のｒ値および二次穴拡げ性の評価は、前述と同
じ方法で調べた。その結果を表３および図１に示す。

【００１８】

【００１９】上記結果からもわかるように、Ｎｂ：０．
０２％のステンレス鋼は、いずれに製造工程を採用して
も二次穴拡げ率は低くなっている。これらの鋼の析出物
についてみると、いずれの鋼においても０．３μｍ以上
の析出物の数は非常に少なかった。Ｎｂ：０．３％のス
テンレス鋼では、加工熱処理条件との関係で０．３μｍ
以上の析出物数がある程度以上になると、二次穴拡げ率
が良くなっている。しかし、その数が多くなりすぎると
低下する傾向も見られた。以上の結果から、二次穴拡げ
率は、ＴｉＮを除く０．３μｍ以上の析出物の形態に依
存し、加工熱処理条件を最適化し、ＴｉＮを除く０．３
μｍ以上の析出物を１ｍｍ²当たり１００００〜１００
０００個の範囲に制御すればよいと言う知見を得た。

【００２０】上記の結果になった原因については、以下
のように考察した。まず、Ｎｂ：０．０２％の鋼ではい
ずれの製造工程を採用しても、０．３μｍ未満の析出物
が多数観察されるだけで、０．３μｍ以上の析出物はほ
とんど観察されなかった。これらの金属組織は他のもの
に比べて粗粒傾向にあり、ｒ値の面内異方性が大きく、
割れの発生状況はｒ_min方向と一致していた。すなわ
ち、０．３μｍ未満の微細な析出物は、再結晶の際にピ
ン止め点としてうまく作用しないことが示唆され、特定
の結晶方位をもつ粒が成長しやすくなったため、粗粒に
なり、ｒ値の面内異方性も大きかったと考えられる。そ
のため、ｒ_min方向に応力集中が大きくなるため、粗粒
傾向とあいまって、二次穴拡げ率が小さくなったと考え
られる。

【００２１】一方、Ｎｂ：０．３％の鋼で、０．３μｍ
以上の析出物を１ｍｍ²当たり１０００００を超える個
数析出させた鋼板においては、ｒ_minおよびｒ値の異方
性が良好にもかかわらず、二次穴拡げ率は非常に低い。
これらの鋼板では、０．３μｍ以上の析出物が多すぎる
ために細粒傾向にあり、一次加工の張出しにおいて加工
硬化が大きく、二次加工の穴拡げにおいて早期に割れが
生じたと考えられる。この場合の割れ位置はランダムで
あった。以上の知見から、良好な二次穴拡げ性を得るに
は、前述のＴｉＮの分散形態とあわせて、製造工程を最
適化し、ＴｉＮを除く０．３μｍ以上の析出物形態を制
御する必要がある。

【００２２】本発明鋼の成分組成および析出物形態につ
いて、整理して説明する。Ｃ：０．０１５％以下 Ｃは、強度を向上させるため、含有量が多くなると加工
性が低下する。また、炭化物を形成して耐食性を低下さ
せることにもなるので、その含有量は可能な限り低減さ
せることが望ましい。加工性および耐食性を考慮して、
その上限は０．０１５％とした。

【００２３】Ｓｉ：０．５％以下 Ｓｉは、製鋼時に脱酸材として添加される合金成分であ
るが、固溶硬化能が高く、過剰に含有させると材質を硬
化させ、延性を低下させることになる。このためＳｉ含
有量の上限は０．５％に設定した。Ｍｎ：０．５％以下 Ｍｎは、固溶強化能が小さいため、材質を硬化させる影
響は少ないが、過剰に含有させると溶接時にＭｎ系ヒュ
ームが発生する等、悪影響を与えるため、Ｍｎ含有量の
上限は０．５％に設定した。

【００２４】Ｐ：０．０５０％以下 Ｐは、熱間加工性に有害な成分であり、加工性の観点か
らその含有量の上限は０．０５０％に設定した。Ｓ：０．０１％以下 Ｓは、結晶粒界に偏析して結晶粒界を脆化する等の有害
な成分であり、その含有量の上限は０．０１％に設定し
た。

【００２５】Ｃｕ：０．３０％以下 Ｃｕは、溶製時にスクラップ等から混入しやすい成分で
あり、過剰の含有は脆化や熱間加工性の低下をもたらす
ため、その含有量は０．３％以下に規定する。Ｃｒ：１５．０〜２０．０％ Ｃｒは、十分な耐食性を得るためには少なくとも１５．
０％の含有が必要である。しかし、Ｃｒ含有量が高くな
ると靭性や加工性が低下を招くため、Ｃｒ含有量の上限
は２０．０％に設定した。

【００２６】Ａｌ：０．０５％以下 Ａｌは、製鋼時に脱酸材として添加される合金成分であ
るが、過剰に添加すると非金属介在物が多くなり、靭性
が低下するとともに表面欠陥が生成し易くなる。したが
って、Ａｌ含有量は０．０５％以下とする。Ｎ：０．０２％以下 Ｎは、Ｃと同様な効果があり、冷延焼鈍後の強度を上昇
させる成分である。しかし、過剰に含まれると延性を低
下させることになるから、Ｎ含有量の上限は０．０２％
に設定した。

【００２７】Ｔｉ：０．０５〜０．３％ Ｔｉは、Ｃ，Ｎを固定し、加工性および耐食性を向上さ
せる合金成分であるが、その効果が発揮される最低含有
量は０．０５％である。しかし、過剰のＴｉ添加は鋼材
コストの増大を招き、Ｔｉ系介在物による表面欠陥も起
こし易くなるので、Ｔｉ含有量の上限は０．３％に設定
した。Ｎｂ：０．１〜０．５％ Ｎｂは、Ｃ，Ｎを固定し、加工性を向上させる合金成分
である。本発明で重要なＴｉＮを除く０．３μｍ以上の
析出物は、Ｎｂ系炭化物およびＦｅ₂Ｎｂであることが
予想され、０．３μｍ以上の析出物を析出させるために
必須の成分である。これらの効果を発揮させるためには
最低０．１％の含有が必要である。しかし、過剰に含有
させると０．３μｍ以上の析出物が必要以上に析出し、
また、再結晶温度を上げることになる。このためＮｂ含
有量の上限は０．５％とした。

【００２８】Ｎｉ：０．５％以下 Ｎｉは、熱延板の靭性改善に有効に働くだけでなく、高
い耐食性が要求される環境では有効な合金成分である。
しかし、その添加は原料コストの上昇や硬質化を招くの
で、含有させる場合も、０．５％を上限とする。Ｍｏ：３．０％以下 Ｍｏは、耐食性の改善に寄与する合金成分である。必要
に応じて添加されるが、過剰に添加すると熱間加工性が
低下するので、添加する場合も、３．０％を上限とす
る。

【００２９】Ｖ：０．３％以下 Ｚｒ：０．３％以下 Ｖは、固溶Ｃを炭化物として析出させて加工性を向上さ
せる効果があり、また、Ｚｒは、鋼中の酸素を酸化物と
して捕らえることによる加工性や靭性の向上の面から有
効な合金成分である。これらの効果を得るためにはそれ
ぞれ０．０１％以上添加することが好ましいが、多量に
添加されると製造性が低下する。したがって、それぞれ
の上限は０．３％とする。

【００３０】Ｂ：０．０１００％以下 Ｂは、Ｎを固定し、耐食性や加工性を改善する作用をも
つ合金成分であり、必要に応じて添加される。上記作用
を発揮させるためには０．０００５以上添加することが
好ましい。しかし、過剰に添加すると熱間加工性の低下
や溶接性の低下を招くため、その上限は０．０１００％
に設定する。なお、上記以外の成分も、例えばＣａ，Ｍ
ｇ，Ｃｏなどは、溶製中に原料であるスクラップ中より
含まれることもあるが、とりたてて多量に含まれる場合
を除き、二次穴拡げ性には影響ない。

【００３１】（％Ｔｉ×％Ｎ）：０．００５未満 （％Ｔｉ×％Ｎ）が増大するとともに、粗大なＴｉＮが
生成し、もしくはＴｉＮがクラスターを形成する。粗大
なＴｉＮもしくはＴｉＮクラスターが存在すると、一次
加工の際に、粗大なＴｉＮもしくはＴｉＮクラスター周
囲に歪みが蓄積し、もしくは、微小クラックが発生し、
二次穴拡げの際に早期に割れが発生しやすくなる。これ
を抑えるため、（％Ｔｉ×％Ｎ）を０．００５未満に規
定する。

【００３２】ＴｉＮを除く粒径０．３μｍ以上の析出
物：１ｍｍ²当たり１００００〜１０００００個 本発明鋼においては、ＴｉおよびＮｂを添加することに
より含有されているＣおよびＮはほとんど炭化物，窒化
物として析出される。これらの炭化物，ＴｉＮを除く窒
化物は、通常の熱延板焼鈍→冷間圧延→仕上げ焼鈍から
なる製造工程で製造された鋼板では、そのほとんどが粒
径０．３μｍ未満の微細な析出物になっている。これら
の鋼板では、析出物が再結晶の際のピン止め点として作
用せず、特定の結晶方位をもつ再結晶粒が成長し、混粒
組織となって異方性も大きくなる。異方性が大きいが故
に、一次加工において特定の方位に歪みが集中し、二次
穴拡げに際し、初期割れが生じやすくなる。

【００３３】これに対して、粒径０．３μｍ以上の析出
物は、ピン止め点として有効に作用し、特定の結晶方位
をもつ結晶粒の成長を阻害し、粗大化を防止して異方性
を改善することから、二次穴拡げ性が改善されると考え
られる。この効果を発揮させるためには、ＴｉＮを除く
０．３μｍ以上の析出物の存在密度が影響する。各種の
実験結果から、１ｍｍ²当たり１００００個以上と規定
した。しかしながら、ＴｉＮを除く０．３μｍ以上の析
出物が１０００００個を超えるほどの多量に存在する
と、延性が低下し、二次穴拡げ性が悪化する。また、こ
れらの鋼では、再結晶温度が高くなりすぎることから、
ＴｉＮを除く粒径０．３μｍ以上の析出物は、１ｍｍ²
当たり１０００００個以下と規定する。

【００３４】ところで、これらの鋼板の析出物は、Ｔｉ
Ｎを除くＴｉおよびＮｂの炭化物，窒化物，Ｎｂのラー
ベス相およびこれらの複合物であり、特に析出物の種類
については限定しない。しかし、析出物の大きさは、
０．３μｍを超えて大きければ大きいほど良いものでは
なく、例えば１．０μｍを超えるような粗大な析出物
は、その形状にもよるが一次加工によってその周辺に歪
みが蓄積し、もしくは微小亀裂が発生しやすくなるた
め、二次穴拡げ性を低下させるおそれがあり、好ましく
ない。

【００３５】次に、本発明における製造条件について詳
しく説明する。上記した析出物の形態制御は次に述べる
条件設定によって可能となったものである。熱延板焼鈍：４５０〜８００℃×１ｈｒ以下 熱延板焼鈍は、析出物を目標とする析出状態とするため
必須である。最終焼鈍後に０．３μｍ以上の析出物を得
るためには、あらかじめ０．３μｍ以上の析出物を生成
させておく必要がある。熱延板焼鈍の温度が４５０℃に
満たないと析出物の生成はほとんど見られず、８００℃
を超えると析出物の成長速度が速く、粗大な析出物が生
成し易くなる。したがって、熱延板焼鈍温度は４５０〜
８００℃とする。熱延板焼鈍時間は、加熱時間が長くな
ると０．３μｍ以上の粗大な析出物の数が多くなりすぎ
るので、その数が増えるのを抑制するために１ｈｒ以下
とする。

【００３６】中間焼鈍：（再結晶完了温度−２００℃）
〜（再結晶完了温度）×１ｍｉｎ以下 中間焼鈍は、熱延板焼鈍を実施することで得られた析出
物の再固溶を抑制するために低温で行う。その焼鈍は、
冷延での歪みをとり軟質化させる目的と併せて行うた
め、焼鈍温度は再結晶完了温度直下で行うことが好まし
い。しかしながら、（再結晶完了温度−２００℃）の温
度範囲であれば、再結晶されていない圧延組織領域が少
しは存在するが、析出物の再固溶および軟質化の両方を
満足させるため、その下限は（再結晶完了温度−２００
℃）とする。また、析出物の再固溶を抑制するために、
焼鈍時間は通常の連続焼鈍ラインを想定し、１ｍｉｎ以
下の短時間の熱処理とする。

【００３７】仕上げ焼鈍：９５０〜１０５０℃×１ｍｉ
ｎ以下 仕上げ焼鈍は、再結晶完了温度未満で実施されると圧延
組織が残存し、異方性が大きくなるとともに製品材とし
て硬質となるため、９５０℃以上の温度で実施される。
また、焼鈍温度が高すぎると結晶粒が粗大化して靭性が
低下する。さらに、量産製造性を考慮して焼鈍温度の上
限は１０５０℃とする。焼鈍時間は、連続焼鈍ラインを
想定し、１ｍｉｎ以下の短時間とする。これらの温度域
では、析出物は一部再固溶するが、本発明で規定してい
る粒径０．３μｍ以上の析出物の形態は、上記仕上げ焼
鈍の短時間処理で再固溶されず、残存した析出物であ
る。

【００３８】

【実施例】以下に本発明の実施例を示す。表４に示す化
学成分の鋼を実験室溶製し、熱間圧延にて板厚４．０ｍ
ｍの熱延板とした。この熱延板を、表５に示す製造工程
にて、板厚０．４ｍｍの冷延焼鈍板を得た。得られた冷
延焼鈍板から、ＪＩＳ１３Ｂ号試験片を採取し、ｒ値の
測定を行った。ｒ値の測定は、圧延方向，圧延方向に対
して４５度方向および圧延方向に対して９０度方向につ
いて行った。最も低いｒ値をｒ_minで、また、面内異方
性として（最も高いｒ値−最も低いｒ値）を（ｒ_max−
ｒ_min）で示す。

【００３９】

【００４０】

【００４１】冷延焼鈍板の二次穴拡げ性を評価試験に
は、パンチ直径１０３ｍｍ，パンチ肩半径１０ｍｍ，ダ
イス直径１０５ｍｍ，ダイス肩半径８ｍｍで、フランジ
部をビードで固定し張出しにより、張り出し高さ１０ｍ
ｍの加工品を作製し、その加工品底部より直径９２ｍｍ
のブランクを切り出し、中央に直径１０ｍｍの打抜き穴
（クリアランス１０％）を開けたものを二次穴拡げ試験
に供した。二次穴拡げ試験の詳細は、打抜き穴のバリ方
向はダイス側とし、パンチ直径４０ｍｍ，パンチ肩半径
３ｍｍ，ダイス直径４２ｍｍ，ダイス肩半径３ｍｍで、
フランジ部をビードで固定し、平頭パンチで成形して穴
を拡げ、穴縁に割れが入る時の直径を測定し、次の
（２）式により二次穴拡げ率を求めた。 二次穴拡げ率（％）＝（（試験前打抜き穴直径−試験後打抜き穴直径）／試験 前打抜き穴直径）×１００・・・・・・（２）

【００４２】得られた冷延焼鈍板の析出物形態は、非水
溶媒系電解液定電位電解エッチング法を利用し、走査型
電子顕微鏡を用いて行った。観察は、圧延方向に平行な
板厚断面とし、電解液は、１０％アセチルアセトン−１
％テトラメチルアンモニウムクロライド−メチルアルコ
ールを使用した。析出物形態の観察および測定は任意の
５０視野で行い、析出物の粒径は、それぞれの析出物に
対して、最大長さをその粒径とした。上記した各化学成
分を有する鋼を各製造工程で圧延、熱処理した鋼板中
の、ＴｉＮを除く０．３μｍ以上の析出物数、ｒ値測定
結果および二次穴拡げ性の評価結果を表６および図２に
示す。

【００４３】

【００４４】上記結果から、本発明にしたがった試験Ｎ
ｏ．Ａ１，Ａ４，Ｂ２，Ｃ１およびＤの鋼では、（％Ｔ
ｉ×％Ｎ）が０．００５未満であって、ＴｉＮを除く１
ｍｍ ²当たりの０．３μｍ以上の析出物数が１００００
〜１０００００個の範囲になり、二次穴拡げ率が良くな
っている。このことから、本発明によれば、０．３μｍ
以上の析出物形態を制御することによる二次加工性の改
善効果が顕著に現われていることがわかる。比較鋼にお
いては、試験Ｎｏ．Ａ２，Ａ３，Ｂ１およびＣ２は、化
学成分は本発明の範囲内であるが、製造条件が本発明か
ら外れるために、ＴｉＮを除く０．３μｍ以上の析出物
が１ｍｍ²当たり１００００〜１０００００個の範囲を
外れ、二次穴拡げ性が劣っている。試験Ｎｏ．Ａ２，Ａ
３およびＢ１では、熱延板焼鈍の温度が高すぎたため、
析出物の成長速度が速く、数少ない巨大な析出物となっ
たものである。また、試験Ｎｏ．Ｃ２は熱延焼鈍時間が
長すぎたために、析出物の数が多くなりすぎている。

【００４５】試験Ｎｏ．Ｅは、ＴｉＮを除く１ｍｍ²当
たりの０．３μｍ以上の析出物数は本発明で規定する範
囲に入っているが、（％Ｔｉ×％Ｎ）が０．００６で
０．００５を超えているために、粗大なＴｉＮが生成さ
れており、このＴｉＮに起因して二次穴拡げ加工時に早
期に割れが生じている。さらに、試験Ｎｏ．Ｆでは、本
発明鋼が必須成分とするＮｂ含有量が少ないために、本
発明方法で製造しても、０．３μｍ以上の析出物が析出
せず、十分な二次加工性が得られていない。

【００４６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、Ｃ：０．０１５％以下，Ｎ：０．０２％以下，Ｔ
ｉ：０．０５〜０．３％，Ｎｂ：０．１〜０．５％を含
有し、しかも（％Ｔｉ×％Ｎ）を０．００５未満にした
フェライト系ステンレス鋼の熱延板に、加熱温度と加熱
時間を調整した熱延板焼鈍と中間焼鈍および仕上げ焼鈍
を施して、冷延鋼板中に、ＴｉＮを除く粒径０．３μｍ
以上の析出物を１ｍｍ²当たり１００００〜１００００
０個析出させることにより、プレス加工後に穴拡げ加工
を行っても、割れが発生するようなことはなく、二次穴
拡げ性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を製造する
ことができた。したがって、オーステナイト系ステンレ
ス鋼板の代替品として、シンク，各種器物およびコンロ
用バーナー等の家庭用機器の部品、燃料等のタンク，モ
ーターケース，カバー，センサー，インジェクター，サ
ーモスタットバルブ，ベアリングシール材およびフラン
ジ等の産業用機器の部品に好適に使用できるステンレス
鋼板を安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 予備実験に基づく、二次穴拡げ率に及ぼす、
ＴｉＮを除く１ｍｍ ²当たりの０．３μｍ以上の析出物
数の影響を示すグラフ

【図２】 実施例による、二次穴拡げ率に及ぼす、Ｔｉ
Ｎを除く１ｍｍ²当たりの０．３μｍ以上の析出物数の
影響を示すグラフ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平松 直人 山口県新南陽市野村南町4976番地 日新製 鋼株式会社ステンレス事業本部内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 質量％で、Ｃ：０．０１５％以下，Ｓ
   ｉ：０．５％以下，Ｍｎ：０．５％以下，Ｐ：０．０５
   ０％以下，Ｓ：０．０１％以下，Ｃｕ：０．３０％以
   下，Ｃｒ：１５．０〜２０．０％，Ａｌ：０．０５％以
   下，Ｎ：０．０２％以下，Ｔｉ：０．０５〜０．３％，
   Ｎｂ：０．１〜０．５％を含有し、残部が実質的にＦｅ
   からなり、かつ、（％Ｔｉ×％Ｎ）が０．００５未満で
   あり、しかも、ＴｉＮを除く粒径０．３μｍ以上の析出
   物が１ｍｍ²当たり１００００〜１０００００個析出し
   ていることを特徴とする二次穴拡げ性に優れたフェライ
   ト系ステンレス鋼板。
2. 【請求項２】 さらに、質量％で、Ｎｉ：０．５％以
   下，Ｍｏ：３．０％以下，Ｖ：０．３％以下，Ｚｒ：
   ０．３％以下，Ｂ：０．０１００％以下の１種または２
   種以上を含む請求項１に記載の二次穴拡げ性に優れたフ
   ェライト系ステンレス鋼板。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載された組成を有
   するフェライト系ステンレス鋼スラブを熱間圧延を施し
   て熱延鋼板とし、その後冷間圧延と焼鈍を組み合わせて
   冷延鋼板を製造する際に、熱延板焼鈍工程として４５０
   〜８００℃の温度範囲で１ｈｒ以下の熱処理を行い、仕
   上げ焼鈍工程として９５０〜１０５０℃の温度範囲で１
   ｍｉｎ以下の熱処理を行うことを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の二次穴拡げ性に優れたフェライト系ステ
   ンレス鋼板の製造方法。
4. 【請求項４】 熱延板焼鈍工程および仕上げ焼鈍以外に
   中間焼鈍工程として、（再結晶完了温度−２００℃）〜
   （再結晶完了温度）の温度範囲で１ｍｉｎ以下の熱処理
   を１回以上行う請求項３に記載の二次穴拡げ性に優れた
   フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。